Исследователи потратили два года на документирование распространения 70 видов птиц в Гималаях в Индии и обнаружили, что температура и среда обитания в основном определяют высоту, на которой обитают птицы. Более ранние исследования тропических птиц, проведенные другими учеными, показали, что конкуренция ограничивает ареалы большинства видов, и этот вывод часто считается верным и для зон с умеренным климатом.
Однако исследователи обнаружили, что конкуренция устанавливает границы лишь для 12 процентов видов гималайских птиц, в то время как температура и среда обитания определяют, где 48 и 40 процентов видов, соответственно, устраивают свои гнезда. Это исследование является одним из первых, в котором конкретно фиксируется температура во всем диапазоне высот различных видов; в предыдущих исследованиях повышение температуры использовалось как ненадежный показатель температуры.
Полученные данные убедительно свидетельствуют о том, что конкуренция и другие факторы не одинаково важны для всех регионов мира, — сказал соавтор Дэвид Уилков, профессор экологии, эволюционной биологии и связей с общественностью из Принстонского института окружающей среды.«Правила игры очень разные в разных местах», — сказал Уилков. «Это важный шаг к построению всеобъемлющей глобальной перспективы.
Понимание этого может быть действительно важным для прогнозирования того, как жизнь на Земле изменится в условиях изменения климата. Если мы не сможем понять правила, по которым устроена природа, мы победим». я не понимаю, как все, что мы делаем с миром, повлияет на дикую природу ».Первый автор Пол Элсен, который руководил исследованием в качестве аспиранта Принстона в области экологии и эволюционной биологии, объяснил, что результаты показывают, что виды, обитающие в средах умеренных горных сред, особенно в северных широтах, могут столкнуться с еще более серьезными последствиями изменения климата, чем ранее считалось, что температура повышается, а среда обитания меняется или разрушается.
По его словам, исследователи выбрали птиц из-за их повсеместности, разнообразия и простоты наблюдения, но результаты, вероятно, могут быть применимы ко многим другим теплокровным горным видам.«Если виды привязаны к тому месту, где они живут, по температуре, они будут в гораздо большей степени контролироваться температурой в будущем, чем мы, возможно, думали. То, где они живут в будущем, скорее всего, будет напрямую отслеживать локальные изменения температуры в результате глобального изменения климата», — сказал он. — сказала Элсен, ныне научный сотрудник Дэвида Х. Смита в Калифорнийском университете в Беркли.
«Горные районы очень чувствительны к изменению климата, потому что их температура быстро повышается», — сказал Элсен. «Во всем мире мы уже видели, как виды меняют свой ареал в ответ на изменение климата».«Если ученые и защитники природы знают факторы, определяющие, почему виды живут там, где они живут, они могут более эффективно направлять свои усилия и ресурсы на обеспечение выживания этих видов», — сказал Уилков, который был докторантом Элсена в Принстоне.
«Если модель, которую мы обнаружили для гималайских птиц, применима в более общем плане к умеренной зоне, мы можем ожидать нарушения в сообществах видов в этих зонах в результате изменения климата и изменения землепользования», — сказал Уилков."Если вы знаете, что видам придется переместиться — но мы не можем с уверенностью предсказать, куда они переместятся — вы хотите, чтобы им было как можно проще перемещаться из одного места в другое и находить ресурсы, которые они нужно, — сказал он.«Это говорит в пользу создания большего количества парков и заповедников, охватывающих большее количество мест», — сказал Уилков. «Мы должны подумать о более широком ландшафте и убедиться, что у нас есть много мест для обитания видов. Нам также необходимо найти способы обеспечить коридоры подходящей среды обитания между охраняемыми территориями, чтобы виды могли перемещаться по мере изменения климата».
Подъем в горуПо словам Элсена, поскольку среда обитания меняется с высотой, горы идеально подходят для изучения того, как виды меняются в зависимости от температуры и ландшафта.«Если вид распространен на обширной территории, чрезвычайно трудно изучить этот вид на всем его естественном ареале», — сказал он. «Однако, если вы работаете в горных районах, где каждый вид занимает определенную полосу высоты, вы можете выйти в ареал вида утром, а к полудню оказаться в его конце, просто поднявшись по склону. Мы можем изучить большой количество видов птиц относительно легко ».
Исследование было сосредоточено на трех типах горных сред обитания в Гималаях Индии: смешанные широколиственные и хвойные леса; смешанные хвойные леса; и высокогорные леса, состоящие в основном из выносливых вечнозеленых растений, таких как ели. Эти места обитания похожи на те, которые встречаются в других регионах с умеренным климатом, включая США.Эльсен провел четыре месяца, изучая места в Гималаях для своих исследований.
Ему нужны были относительно нетронутые места обитания на непрерывных подъемах по склону горы; в то же время Эльзен должен был иметь возможность ходить по местности, будучи обремененным кемпингом и научным оборудованием.Он провел апрель-июнь 2013 и 2014, путешествуя по индийским штатам Химачал-Прадеш и Уттаракханд, собирая данные. Эльсен вместе с соавтором и ведущим полевым помощником Рамнараяном Кальянараманом из природного фонда «Гимал Пракрити» в Уттаракханде зафиксировали присутствие и численность видов птиц, а также среду обитания и температуру (с помощью оборудования для мониторинга, которое он установил на время исследования. ). Соавтор Кришнамурти Рамеш из Института дикой природы Индии выступал в качестве советника Эльзена в Индии и помогал с разрешениями и логистикой.По словам Элсена, в Гималаях обитает удивительное разнообразие птиц — почти 10 процентов всех видов птиц в мире живут там, по крайней мере, часть года.
По его словам, уникально то, что разнообразие гималайских птиц увеличивается вдвое по мере продвижения с запада на восток. Благодаря этому Элсен и его полевые помощники смогли выделить и проанализировать конкуренцию как механизм распространения видов.В восточных Гималаях больше видов и, следовательно, больше потенциальных конкурентов, чем в западных Гималаях.
Таким образом, если виды ограничены конкуренцией, птицы, которые встречаются как на востоке, так и на западе, должны занимать более узкую полосу возвышения по направлению к восточной части своего ареала, сказал Элсен. Но исследователи обнаружили, что более трех четвертей видов жили бок о бок со своими предполагаемыми конкурентами. С другой стороны, почти половина изученных видов птиц имела диапазон высот, определяемый температурой или средой обитания.
«Виды действительно могут сосуществовать с теми, кого мы ожидали от их доминирующих конкурентов», — сказал Элсен. «Число видов, ограниченных температурой и средой обитания, однако, намного больше, чем сообщалось в предыдущих исследованиях, проведенных в других частях мира. Значение состоит в том, что температура будет играть гораздо более важную роль в установлении будущего распределения, чем мы думали ранее. . "Тревор Прайс, профессор биологии из Чикагского университета, сказал, что надежные данные, которые предоставляют исследователи, убедительно показывают, что температура и среда обитания являются важными детерминантами ареала обитания не только в Гималаях, но, возможно, и в более широком смысле.
«Одним из чрезвычайно впечатляющих моментов этого исследования является то, что им удалось задокументировать все эти распределения птиц», — сказал Прайс, который знаком с исследованием, но не принимал в нем участия.«Я думаю, что результаты впечатляют и являются важным вкладом.
Их результаты носят очень общий характер, и стоит попытаться воспроизвести их в другом месте. Я действительно не думаю, что системы во всем мире такие разные», — сказал он. «Теоретики могут использовать эти данные для моделирования того, как, по нашему мнению, изменение климата повлияет на ареалы.
По мере того, как температура поднимается в гору, птицы, вероятно, будут перемещаться вместе с ней».Однако результаты показывают, что ни один фактор не влияет на ареалы обитания видов по всему миру, сказал Прайс.
Так же, как исследование показало, что конкуренция не применима повсеместно, сильное влияние температуры в Гималаях предполагает, что другие факторы, такие как осадки и паразиты, могут управлять территориями видов в других частях мира."Это ясно показывает роль температуры, но очень сложно распределить эффекты между всеми различными явлениями, которые могут происходить. Я действительно считаю, что температура входит в число многих факторов — действительно, температура и осадки, вероятно, также влияют на то, где добыча и другие ресурсы обнаруживаются, что косвенно влияет на этих птиц », — сказал Прайс.
«Исходные данные, которыми они располагают сейчас, подготовят почву для более тщательного анализа», — сказал он. «В конечном итоге нам потребуются более подробные исследования, чтобы выяснить, как взаимодействуют различные факторы. Суть в том, что должна действовать комбинация всех этих факторов — не может быть только одного».